《建筑抗震設計》多媒體課件-第1章簡介

1、建筑結構抗震設防簡介建筑結構抗震設防簡介地震是指因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引地震是指因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動起的地球表層的振動。 地震是一種自然現象，地球上每天都在發(fā)生地震，地震是一種自然現象，地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有一年約有500萬次。其中約萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有成破壞的約有1000次；次；7級以上的大地震平均一年有十級以上的大地震平均一年有十幾次。目前到的世界上最大地震是幾次。目前到的世界上最大地震是9.4級，發(fā)生于級，發(fā)生于1960年年5月月22日的智利地震。日的智利地震。什么是地震？什么是

2、地震？什么叫震源、震中、震中距？什么叫震源、震中、震中距？地球內部發(fā)生地震的地方叫地球內部發(fā)生地震的地方叫震源震源；震源在地面上的投影點稱為震源在地面上的投影點稱為震中震中；震中及其附近的地方稱為震中及其附近的地方稱為震中區(qū)震中區(qū)，也稱，也稱極震區(qū)極震區(qū) ；從震中到地面上任何一點的距離稱為從震中到地面上任何一點的距離稱為震中距震中距。地震分類地震分類一.按地震成因分類-天然地震包括構造地震、火山地震、陷落地震天然地震包括構造地震、火山地震、陷落地震1.1.構造地震構造地震 破壞性地震主要屬于構造地震。據統(tǒng)計，構造地震約破壞性地震主要屬于構造地震。據統(tǒng)計，構造地震約占世界地震總數的占世界地震總數

3、的90%以上。以上。92%的地震發(fā)生在的地震發(fā)生在地殼中，地殼中，其余的發(fā)其余的發(fā)生在地幔上部生在地幔上部地震地震天然地震天然地震人工地震人工地震2.2.火山地震火山地震 由于火山作用，如巖漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱由于火山作用，如巖漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類地震只占全世界地震的為火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。左右。1914年日本櫻島火山爆發(fā)，產生的震動相當于一個年日本櫻島火山爆發(fā)，產生的震動相當于一個6.7級級地震。地震。3.3.陷落地震陷落地震由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規(guī)模比較

4、小，次數也很少。為塌陷地震。這類地震的規(guī)模比較小，次數也很少。人工地震人工地震 因人為因素直接造成的地震是人工地震。因人為因素直接造成的地震是人工地震。 如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動；在深井如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動；在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓中進行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓力，有時也會誘發(fā)地震。力，有時也會誘發(fā)地震。1962年年3月月19日在廣東河源新豐江水庫壩區(qū)發(fā)生日在廣東河源新豐江水庫壩區(qū)發(fā)生了迄今我國最大的水庫誘發(fā)地震，震級為了迄今我國最大的水庫誘發(fā)地震，震級為6.1級。級。-天然地震包括構造地震、火山地震、陷落地震天然地震包括構造地震、火

5、山地震、陷落地震地震地震天然地震天然地震人工地震人工地震二二. .按震源深淺分類按震源深淺分類淺源地震淺源地震震源深度小于震源深度小于60千米的稱為淺源地震。千米的稱為淺源地震。 全世界全世界85%以上的地震都是淺源地震。以上的地震都是淺源地震。中源地震中源地震震源深度在震源深度在60至至300千米的稱為中源地震。千米的稱為中源地震。深源地震深源地震震源深度在震源深度在300千米以上的稱為深源地震。千米以上的稱為深源地震。 淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范圍大，但破壞力小。圍大，但破壞力小。 2002 2002年年6 6月月2929日

6、晨日晨1 1：2020發(fā)生于吉林的發(fā)生于吉林的7.27.2級地震，震源級地震，震源深度為深度為540km540km，無破壞。，無破壞。 目前有記錄的最深震源達目前有記錄的最深震源達720公里。公里。地震分類地震分類一一. .按地震成因分類按地震成因分類 1960 1960年年2 2月月2929日發(fā)生于摩洛哥艾加迪爾城的日發(fā)生于摩洛哥艾加迪爾城的5.85.8級地震，級地震，深度為深度為3km3km。震中破壞極為嚴重，但破壞僅局限在震中。震中破壞極為嚴重，但破壞僅局限在震中8km8km內。內。地震波地震波地震波是地震發(fā)生時由震源地方的巖石破裂產生的彈性波。地震波是地震發(fā)生時由震源地方的巖石破裂產生

7、的彈性波。地震波分為體波和面波。地震波分為體波和面波。體波體波橫波（橫波（S S波）波）縱波（縱波（P P波）波）面波面波瑞利波瑞利波樂甫波樂甫波橫波特點橫波特點: :周期長、振幅大、周期長、振幅大、 波速慢波速慢,100-800m/s,100-800m/s縱波特點縱波特點: :周期短周期短, ,振幅小振幅小, , 波速快波速快,200-1400m/s,200-1400m/s面波比體波衰減慢、振幅大、面波比體波衰減慢、振幅大、周期長、傳播遠。建筑物破壞周期長、傳播遠。建筑物破壞主要由面波造成。主要由面波造成。雜波P波開始S波開始面波開始 地震被按傳播方式分為三種類型：縱波、橫波和面波1?？v波是

8、推進波，地殼中傳播速度為557千米秒，最先到達震中，又稱P波，它使地面發(fā)生上下振動，破壞性較弱。橫波是剪切波：在地殼中的傳播速度為3.21.0千米/秒，第二個到達震中，又稱S波，它使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強。面波又稱L波，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產生的混合波。其波長大、振幅強，只能沿地表面?zhèn)鞑ィ窃斐山ㄖ飶娏移茐牡闹饕蛩亍?能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相差約差約32倍；相差二級，能量相差倍；相差二級，能量相差10001000倍。倍。反映一次地震本身大小的等級，用反映一次地震本身大小的等級，用M M表示表示AMlog式中式

9、中A A表示標準地震儀距震中表示標準地震儀距震中100km100km紀錄的最大水平地紀錄的最大水平地動位移，單位為微米。動位移，單位為微米。ME5 . 18 .11log一個一個6 6級地震相當于一個兩萬噸級的原子彈。級地震相當于一個兩萬噸級的原子彈。能量能量E E的單位：爾格（的單位：爾格（1 1爾格爾格= = ）J710微震微震- 2- 2級以下。級以下。 人感覺不到人感覺不到有感地震有感地震- 2-4- 2-4級級 人有感覺人有感覺破壞性地震破壞性地震- 5- 5級以上級以上 有破壞有破壞 強烈地震強烈地震- 7- 7級以上級以上 有破壞有破壞 特大地震特大地震- 8- 8級以上級以上

10、有破壞有破壞 由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級大，破壞力不一定大；震級小，的破壞也不同。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一定就小。破壞力不一定就小。 一般而言，震級越大，烈度就越大。同一次地震，震一般而言，震級越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級、震中距外，還與震源深度、地質構造和地基條件等震級、震中距外，還與震源深度、地質構造和地基條件等因素有關。因素有關。 一次地震對某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度，一次地震對某一地

11、區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度，簡稱為烈度。用簡稱為烈度。用I I表示。表示。地震烈度表是評定烈度的標準和尺度。地震烈度表是評定烈度的標準和尺度。我國在我國在19801980年制定了年制定了中國地震烈度表中國地震烈度表。中國地震烈度表中國地震烈度表將地震烈度分為將地震烈度分為1-121-12度。度。無感無感1室內個別靜止中的人室內個別靜止中的人感覺感覺2懸掛物微動懸掛物微動門、窗輕微作響門、窗輕微作響室內少數靜止中的人室內少數靜止中的人感覺感覺3懸掛物明顯擺動，器皿作響懸掛物明顯擺動，器皿作響門、窗作響門、窗作響室內多數人感覺。室室內多數人感覺。室外少數人感覺。少數外少數人感覺。少數人夢中驚醒人

12、夢中驚醒43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒不穩(wěn)定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落。抹灰作響，灰土掉落。抹灰出現微細裂縫出現微細裂縫室內普遍感覺。室外室內普遍感覺。室外多數人感覺。多數人多數人感覺。多數人夢中驚醒夢中驚醒56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現裂縫。飽和砂層出現噴砂冒河岸和松軟土出現裂縫。飽和砂層出現噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞損壞個別磚瓦掉落、個別磚瓦掉落、墻體微細裂縫墻體微細裂縫驚惶失措，倉皇逃出驚惶失措，倉皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出現坍方。飽和砂層常見

13、噴砂冒水。松軟河岸出現坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數磚煙囪中等破壞土上地裂縫較多。大多數磚煙囪中等破壞輕度破壞輕度破壞局部破壞局部破壞開裂，但不妨礙使用開裂，但不妨礙使用大多數人倉皇逃出大多數人倉皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數磚煙囪嚴重破壞干硬土上亦有裂縫。大多數磚煙囪嚴重破壞中等破壞中等破壞結構受損，結構受損，需要修理需要修理搖晃顛簸，行走困難搖晃顛簸，行走困難850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現裂縫，基巖上可能出干硬土上有許多地方出現裂縫，基巖上可能出現裂縫?；?、坍方常見。磚煙囪出現倒塌現裂

14、縫?；隆⑻匠Ｒ?。磚煙囪出現倒塌嚴重破壞嚴重破壞墻體龜裂，墻體龜裂，局部倒塌，修復困難局部倒塌，修復困難坐立不穩(wěn)。行動的人坐立不穩(wěn)。行動的人可能摔跤可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震斷裂出現?；鶐r上的拱橋破壞。大山崩和地震斷裂出現?；鶐r上的拱橋破壞。大多數磚煙囪從根部破壞或倒毀多數磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌倒塌大部倒塌，不大部倒塌，不堪修復堪修復騎自行車的人會摔倒。騎自行車的人會摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔出幾尺遠。有拋起感出幾尺遠。有拋起感10地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見?；鶐r上的拱橋地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見。基巖上的拱橋毀壞毀壞毀滅毀滅1

15、1地面劇烈變化，山河改觀地面劇烈變化，山河改觀12個別：個別：10%以下以下少數：少數：10%50%多數：多數：50%70%大多數：大多數：70%90%普遍：普遍：90%以上以上速度速度加速度加速度其它現象其它現象一般房屋一般房屋人的感覺人的感覺烈烈度度2/smmsmm/ 一個地區(qū)未來一個地區(qū)未來5050年內一般場地條件下可能遭受的年內一般場地條件下可能遭受的具有具有10%10%超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈度。用度。用IbIb表示。表示。 相當于相當于475475年一遇的最大地震的烈度。年一遇的最大地震的烈度。 各地區(qū)的基本烈度由各地區(qū)的基本烈度

16、由中國地震動參數區(qū)劃圖中國地震動參數區(qū)劃圖（GB18306-2001)GB18306-2001)確定。確定。（下圖是原中國地震烈度區(qū)劃圖）（下圖是原中國地震烈度區(qū)劃圖）基本烈度也稱為偶遇烈度或中震烈度?；玖叶纫卜Q為偶遇烈度或中震烈度。中國地震烈度區(qū)劃圖中國地震烈度區(qū)劃圖 按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度稱為設防烈度，用的地震烈度稱為設防烈度，用IdId表示。）表示。）規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用中國地震動參數區(qū)劃圖中國地震動參數區(qū)劃圖 中的地震基本烈度。對已編制抗震設防區(qū)劃的城市，可按中的地震基本烈

17、度。對已編制抗震設防區(qū)劃的城市，可按批準的抗震設防烈度進行抗震設防。批準的抗震設防烈度進行抗震設防。設防烈度的取值依據：設防烈度的取值依據：規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：抗震設防烈度為抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進行抗震設計度及以上地區(qū)的建筑必須進行抗震設計偶遇烈度或中震烈度）偶遇烈度或中震烈度）規(guī)范附錄中列出了我國主要城鎮(zhèn)的抗震設防烈度。如：規(guī)范附錄中列出了我國主要城鎮(zhèn)的抗震設防烈度。如：黑龍江省黑龍江省1.1.抗震設防烈度為抗震設防烈度為7 7度，設計基本地震加速度值為度，設計基本地震加速度值為0.10g:0.10g: 綏化，羅北，泰來；綏化，羅北，泰來；2.2.抗震設防烈度為抗震設防烈度

18、為6 6度，設計基本地震加速度值為度，設計基本地震加速度值為0.05g:0.05g: 哈爾濱（哈爾濱（7 7個市轄區(qū)），齊齊哈爾（個市轄區(qū)），齊齊哈爾（ 7 7個市轄區(qū)），個市轄區(qū)），注：全省縣級及縣級以上設防城鎮(zhèn)，設計地震分組均為第一組。注：全省縣級及縣級以上設防城鎮(zhèn)，設計地震分組均為第一組。 建筑所在地區(qū)在設計基準期（建筑所在地區(qū)在設計基準期（5050年）內出現的頻度最年）內出現的頻度最高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度，用高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度，用IsIs表示。其超表示。其超越概率為越概率為63.2%63.2%，重現期為，重現期為5050年。年。 建筑所在地區(qū)在設計基準期（建

19、筑所在地區(qū)在設計基準期（5050年）內具有超越概率年）內具有超越概率2%-3%2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現期約為的地震烈度。也稱為大震烈度，重現期約為20002000年。年。偶遇烈度或中震烈度）偶遇烈度或中震烈度）（1）5.0-5.4級地震，震中烈度多為六度，其面積小于級地震，震中烈度多為六度，其面積小于500平方公里。平方公里。（2）5.5-5.9級地震，震中烈度多為七度，其面積不超過級地震，震中烈度多為七度，其面積不超過200平方公里；平方公里；六度區(qū)面積也只有數百平方公里。六度區(qū)面積也只有數百平方公里。（3）6.0-6.4級地震，震中烈度多數為八度，其面積幾十平方公里；七級

20、地震，震中烈度多數為八度，其面積幾十平方公里；七度區(qū)不超過度區(qū)不超過200平方公里，六度區(qū)數百平方公里，如震中烈度為七度，平方公里，六度區(qū)數百平方公里，如震中烈度為七度，則與則與5.5-5.9級地震結果相同。級地震結果相同。（4）6.5-6.9地震，震中烈度一半為八度，結果與地震，震中烈度一半為八度，結果與6.0-6.4級地震一樣；級地震一樣；另一半為九度，其面積小于另一半為九度，其面積小于100平方公里，八度區(qū)不超過平方公里，八度區(qū)不超過500平方公里，平方公里，七度區(qū)則在七度區(qū)則在1500平方公里以內。平方公里以內。（1）5.0-5.9級地震造成人員傷亡者占級地震造成人員傷亡者占24%。而

21、僅引起人員死亡的地震更。而僅引起人員死亡的地震更少，只占少，只占11.5%。一次。一次5級多地震中死亡人數最多為級多地震中死亡人數最多為117人，而死亡人，而死亡29人以人以上的地震都發(fā)生在夜間。上的地震都發(fā)生在夜間。（2）6.0-6.9級地震有級地震有43%造成人員傷亡，而只有人員死亡僅占造成人員傷亡，而只有人員死亡僅占35%，一，一次地震死亡人數最多為次地震死亡人數最多為600人。人。請思考：圖中的兩座建筑在經歷不同周期特點的地震作請思考：圖中的兩座建筑在經歷不同周期特點的地震作 用下，那座建筑更易破壞？用下，那座建筑更易破壞？ 由地震的原生現象如地震斷層錯動，以及地震由地震的原生現象如地

22、震斷層錯動，以及地震波引起的強烈地面振動所造成的災害。主要有：波引起的強烈地面振動所造成的災害。主要有：1、地面破壞。 如地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等；一、直接災害：一、直接災害：2、建筑物與構筑物的破壞、建筑物與構筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；2、建筑物與構筑物的破壞、建筑物與構筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；2、建筑物與構筑物的破壞、建筑物與構筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；2、建筑

23、物與構筑物的破壞、建筑物與構筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；4、海嘯。、海嘯。 海底地震引起的巨大海浪沖上海岸，可造成沿海地區(qū)海底地震引起的巨大海浪沖上海岸，可造成沿海地區(qū)的破壞；的破壞； 直接災害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩(wěn)直接災害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災害。有時，次生災害所造成的傷定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災害。有時，次生災害所造成的傷亡和損失比直接災害還大。亡和損失比直接災害還大。1、火災、火災 由震后火

24、源失控引起；由震后火源失控引起； 1923 1923年日本關東地震，年日本關東地震，東京市內東京市內227227處起火，處起火，3333處未能撲滅造成火災蔓，處未能撲滅造成火災蔓，舊市區(qū)燒毀約舊市區(qū)燒毀約50%50%；橫濱；橫濱市燒毀市燒毀80%80%，死亡，死亡1010萬。萬。主要的次生災害有：主要的次生災害有：2、水災。、水災。 由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；3、毒氣泄漏。、毒氣泄漏。 由建筑物或裝置破壞等引起；由建筑物或裝置破壞等引起；4、瘟疫。、瘟疫。 由震后生存環(huán)境的嚴重破壞而引起由震后生存環(huán)境的嚴重破壞而引起. .三、工程結構破壞現象三、工程結構破

25、壞現象1、結構喪失整體性、結構喪失整體性2 2、承重結構強度不足、承重結構強度不足3 3、結構變形過大導致倒塌、結構變形過大導致倒塌4 4、結構構件連接支撐失效、結構構件連接支撐失效三、工程結構破壞現象三、工程結構破壞現象1、結構喪失整體性、結構喪失整體性2 2、承重結構強度不足、承重結構強度不足3 3、結構變形過大導致倒塌、結構變形過大導致倒塌5 5、地基失效、地基失效6 6、非結構構件破壞、非結構構件破壞4 4、結構構件連接支撐失效、結構構件連接支撐失效三、工程結構破壞現象三、工程結構破壞現象1、結構喪失整體性、結構喪失整體性2 2、承重結構強度不足、承重結構強度不足3 3、結構變形過大導

26、致倒塌、結構變形過大導致倒塌 通過抗震設防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，通過抗震設防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經濟損失。減輕經濟損失。1.1.總目標總目標 具體通過具體通過“三水準三水準”的抗震設防要求和的抗震設防要求和“兩階段兩階段”的抗的抗震設計方法實現。震設計方法實現。2.2.“三水準三水準”抗震設防目標抗震設防目標 當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。 當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經

27、一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。可能損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。 當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的預估的罕遇地震當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。 簡稱為：簡稱為：“小小震不壞，中震可修，震不壞，中震可修，大震不倒大震不倒”。3.3.“三水準三水準”抗震設防是對單一水準設防的改進，抗震設防是對單一水準設防的改進， 單一水準設防思想是我國單一水準設防思想是我國7474規(guī)范規(guī)范、7878規(guī)范規(guī)范和目前許多國家采用的設防思想。和目前許多國家采用的設防思想。 設防目標是：當遭遇相當于設計烈度的地震時

28、，建筑設防目標是：當遭遇相當于設計烈度的地震時，建筑物的損壞不致使人民生命財產和重要生產設備遭受危害，物的損壞不致使人民生命財產和重要生產設備遭受危害，建筑物不需修理或經一般修理仍可繼續(xù)使用。建筑物不需修理或經一般修理仍可繼續(xù)使用。 1989 1989年美國年美國Loma PreitaLoma Preita地震地震(7.1(7.1級），死亡級），死亡6565人，直人，直接經濟損失（建筑物破壞重建）接經濟損失（建筑物破壞重建）8080億美元，間接經濟損失億美元，間接經濟損失150150億美元。億美元。 1994 1994年美國年美國NorthridgeNorthridge地震地震(6.7(6.7

29、級級),),傷亡不多，經濟傷亡不多，經濟損失為損失為200200億美元。億美元。 1995 1995年日本阪神地震年日本阪神地震(7.2(7.2級級),),經濟損失為經濟損失為10001000億美元。億美元。 1999 1999年臺灣集集地震年臺灣集集地震(7.3(7.3級級),),經濟損失為經濟損失為9494億美元。億美元。1.1.“兩階段兩階段”抗震設計方法抗震設計方法第一階段：第一階段： 對絕大多數結構進行小震作用下的結構和構件承載對絕大多數結構進行小震作用下的結構和構件承載力驗算；在此基礎上對各類結構按規(guī)定要求采取抗震措施。力驗算；在此基礎上對各類結構按規(guī)定要求采取抗震措施。第二階段：

30、第二階段： 對一些規(guī)范規(guī)定的結構進行大震作用下的彈塑性變對一些規(guī)范規(guī)定的結構進行大震作用下的彈塑性變形驗算。形驗算。有特殊要求的建筑、地震易倒有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規(guī)則的建筑等不規(guī)則的建筑等 抗震設防烈度為抗震設防烈度為6 6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進行抗震設計。程均必需進行抗震設計。 規(guī)范適用于規(guī)范適用于6-96-9度地區(qū)抗震設計及隔震、消能減震度地區(qū)抗震設計及隔震、消能減震設計。設計。 超過超過9 9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有關專門規(guī)定

31、執(zhí)行。關專門規(guī)定執(zhí)行。一般情況下采用抗震設防烈度。一般情況下采用抗震設防烈度。 在一定條件下可采用抗震設防區(qū)劃提供的地震動在一定條件下可采用抗震設防區(qū)劃提供的地震動參數。參數。建筑類別不同，抗震設防標準也不同。建筑類別不同，抗震設防標準也不同?？拐鸫我ㄖ拐鸫我ㄖ☆惗☆惓滓叶☆愐酝獾囊话憬ㄖ滓叶☆愐酝獾囊话憬ㄖ惐惖卣饡r使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑乙類乙類重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑甲類甲類設設防防分分類類1.1.抗震設防分類抗震設防分類 國家技術監(jiān)督局和建設部在國家技術監(jiān)

32、督局和建設部在19951995年年4 4月月1919日公布了日公布了建筑抗震設防分類標準建筑抗震設防分類標準GB50223GB50223。 該標準主要以地震中和地震后房屋的損壞對社會和該標準主要以地震中和地震后房屋的損壞對社會和經濟產生的影響的程度大小，將建筑分成經濟產生的影響的程度大小，將建筑分成4 4個抗震設防個抗震設防類別。類別。 國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和建設部在國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和建設部在20012001年年7 7月月2020日公布了日公布了建筑抗震設計規(guī)范建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001GB50011-2001。該規(guī)范。該規(guī)范對上面標準作了修改。對上面標準作了修改。A

33、、中央級、省級的電視調頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、中央級、省級的電視調頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、國際衛(wèi)星地球站、中央級的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）。國際衛(wèi)星地球站、中央級的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）。B、研究、中試生產和存放劇毒生物制品和天然人工細菌與病毒（如鼠疫、霍亂、研究、中試生產和存放劇毒生物制品和天然人工細菌與病毒（如鼠疫、霍亂、傷寒等傷寒等)的建筑。的建筑。C、三級特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部。、三級特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部。抗震次要建筑抗震次要建筑丁類丁類除甲乙丁類以外的一般建筑除甲乙丁類以外的一般建筑丙類丙類地震時使用功能不能中斷需盡

34、快恢復的建筑地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑乙類乙類重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害的建筑甲類甲類設設防防分分類類應允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低，但抗震設防烈度為應允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低，但抗震設防烈度為6度時不應降低度時不應降低丁類丁類應符合本地區(qū)抗震設防烈度度的要求應符合本地區(qū)抗震設防烈度度的要求丙類丙類一般情況下，當抗震設防烈度為一般情況下，當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高1度的度的要求；當要求；當9度時，應符合比度時，應符合比9度抗震設防更高的

35、要求，對較小的乙類建筑，當其結度抗震設防更高的要求，對較小的乙類建筑，當其結構改用抗震性能較好的結構類型時，應允許仍按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取構改用抗震性能較好的結構類型時，應允許仍按本地區(qū)抗震設防烈度的要求采取抗震措施抗震措施乙類乙類當抗震設防烈度為當抗震設防烈度為6-8度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高1度的要求；當為度的要求；當為9度度時，應符合比時，應符合比9度抗震設防更高的要求度抗震設防更高的要求甲類甲類抗抗震震措措施施較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等。較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等。

36、抗震性能較好的結構類型指鋼筋混凝土結構或鋼結構?？拐鹦阅茌^好的結構類型指鋼筋混凝土結構或鋼結構。2.2.抗震設防措施抗震設防措施 抗震措施抗震措施: :除結構地震作用計算和抗力計算以外的除結構地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，包括抗震構造措施?？拐鹪O計內容，包括抗震構造措施。 抗震構造措施：一般不須計算而對結構和非結構各抗震構造措施：一般不須計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求。部分必須采取的各種細部要求。3.3.地震作用地震作用一般情況下仍應符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求一般情況下仍應符合本地區(qū)抗震設防烈度的要求丁類丁類應符合本地區(qū)抗震設防烈度要求應符合本地區(qū)抗震設防烈度要

37、求丙類丙類應符合本地區(qū)抗震設防烈度要求應符合本地區(qū)抗震設防烈度要求乙類乙類按地震安全性評價結果確定按地震安全性評價結果確定甲類甲類地地震震作作用用 在設防烈度為在設防烈度為6 6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。 根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想進行建筑和結構總體布置并確定細部構則和設計思想進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程稱為概念設計。造的過程稱為概念設計。 基本內容有三部分：基本內容有三部分： 1. 1.建筑設計應重視建筑

38、結構的規(guī)則性；建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性； 2.2.合理的建筑結構體系選擇；合理的建筑結構體系選擇； 3.3.抗側力結構和構件的延性設計?？箓攘Y構和構件的延性設計。 建筑結構的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認識建筑結構的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。始自若干現代建筑在地震中的表現。 最為典型的例子是最為典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲的馬那日南美洲的馬那瓜地震。瓜地震。 馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為層高的中央銀行大廈，另一幢為1818層高的美洲銀行

39、大層高的美洲銀行大廈。當地地震烈度估計為廈。當地地震烈度估計為8 8度。一幢破壞嚴重，震后拆度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。馬那瓜中央銀行大廈試問：那一幢破壞嚴重呢？馬那瓜美洲銀行大廈1）平面不規(guī)則）平面不規(guī)則4個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4層以上的樓板僅為層以上的樓板僅為5cm厚，擱置在高厚，擱置在高45cm長長14m小梁上。小梁上。2）豎向不規(guī)則）豎向不規(guī)則塔樓上部（塔樓上部（4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，

40、共64根，支承在根，支承在4層樓板水平層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根根1m1.55m的柱子上（間距的柱子上（間距9.4m）。上下兩部分嚴）。上下兩部分嚴重不均勻，不連續(xù)。重不均勻，不連續(xù)。主要破壞：第主要破壞：第4層與第層與第5層之間層之間(豎向剛度和承載力突變豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴重開裂，柱鋼筋壓屈；周圍柱子嚴重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿橫向裂縫貫穿3層以上的所有樓板層以上的所有樓板(有的寬達有的寬達1cm),直至電梯井東側；直至電梯井東側；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均塔樓西立面、

41、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均嚴重破壞或倒塌。嚴重破壞或倒塌。震后計算分析結果震后計算分析結果:1.結構存在十分嚴重扭轉效應結構存在十分嚴重扭轉效應;2.塔樓塔樓3層以上北面和南面大多數柱子抗剪能層以上北面和南面大多數柱子抗剪能力大大不足力大大不足,率先破壞；率先破壞；3.水平地震作用下水平地震作用下,柔而長的樓板產生可觀的豎向運動等。柔而長的樓板產生可觀的豎向運動等。馬那瓜馬那瓜中央銀行大廈中央銀行大廈結構是均勻對稱的，基本的抗側力體系包結構是均勻對稱的，基本的抗側力體系包括括4個個L形的桶體，對稱地由連梁連接起來，形的桶體，對稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時遭到

42、剪切破壞，是整個結這些連梁在地震時遭到剪切破壞，是整個結構能觀察到的主要破壞。構能觀察到的主要破壞。分析表明：分析表明：1.對稱的結構布置及相對剛強的對稱的結構布置及相對剛強的聯肢墻，有效地限制了側向位移，并防止了聯肢墻，有效地限制了側向位移，并防止了明顯的扭轉效應；明顯的扭轉效應；2.避免了長跨度樓板和砌避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結構構件的損壞；體填充墻的非結構構件的損壞；3.當連梁剪當連梁剪切破壞后，結構體系的位移雖有明顯增加，切破壞后，結構體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側向剛度，位移但由于抗震墻提供了較大的側向剛度，位移量得到控制。量得到控制。美洲美洲銀行銀行不規(guī)

43、則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的移（或層間位移）平均值的1.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層

44、錯層，或較大的樓層錯層平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型1221222 . 1122扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則max3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB maxBmaxBmax3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB 凹凸角不規(guī)則凹凸角不規(guī)則BBb5 . 0BBlAAA3 . 00l局部不連續(xù)局部不連續(xù)大開洞大開洞錯層錯層不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的移（或層間位移）平均值的1.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結構平面凹進的

45、一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層，或較大的樓層錯層平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側向剛度不規(guī)則側向剛度不規(guī)則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的樓層側向剛度平均值的80

46、%；除頂層外，局部收進的水平向尺；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞構件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型17 . 0iiKKiK1iK2iK3iK)3(8 . 0321iiiiKKKK沿豎向的側向剛度不規(guī)則（有柔軟層）沿豎向的側向剛度不規(guī)則（有柔軟層

47、）豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻（有薄弱層）（有薄弱層）iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 嚴重不規(guī)則嚴重不規(guī)則是指體型復雜，是指體型復雜，多項不規(guī)則指標超過表中指標或某多項不規(guī)則指標超過表中指標或某一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會導致地震破壞抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會導致地震破壞的嚴重后果者。的嚴重后果者。注：以上規(guī)定主要針對鋼筋混凝注：以上規(guī)定主要針對鋼筋混凝土和鋼結構的多層和高層建筑。土和鋼結構的多層和高層建筑。不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側向剛度不規(guī)則側向剛度不規(guī)

48、則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的樓層側向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞構件（梁、桁架等向下傳遞)樓層承載力突變樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型二、結構體系的合理選擇二、結構體系的合理選擇 抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方案的選取是否合理，對安全性和經濟性起決定性作用。案的選取是否合理，對安全性和經濟性起決定性作用。規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定： 1. 1.結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。傳遞途徑。 受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現相符合。實際表現相符合。 2. 2.應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失應避免因部分結構或構件破壞